JP2012508149A - モジュール式プラスチック製らせん状ベルト - Google Patents

Abstract

モジュール式らせん状ベルト及びベルトモジュールを成型して耐熱ベルトを構成するための方法。らせん状ベルトが、一連のヒンジ結合されたベルトモジュールから成る。このモジュールは、ターンの外側のシングルヒンジリンクとそれ以外の場所のデュアルヒンジリンクとを有する。全てのヒンジリンクは、中央のスパインの対向する面から外側に延びている。デュアルヒンジリンクは、ヨークによって遠位端が結合されたそれぞれ１対の平行脚部を有しており、ターンの外側の１つの脚部を有するシングルヒンジリンクの横方向ピッチよりも長い横方向ピッチによって分かれている。熱可塑性ポリマー及びナノクレイの混合物から成型される場合に、ベルトモジュールは、ビーム剛性を犠牲にすることなしに耐熱用としての適用に有用である。
【選択図】図１

Description

本発明は、概して、動力駆動のコンベヤに関し、特に、曲線経路を辿るのに適したモジュール式プラスチック製コンベヤベルトに関する。

搬送における多くの適用が、曲線経路に沿って物品を輸送するためのコンベヤベルトを要求している。低張力のらせん状コンベヤでは、例えば、コンベヤベルトが、冷凍機の中で、冷却管で、又はｐｒｏｏｆｅｒで、コンパクトな構成によって円筒状の駆動タワーの周りをらせん状に巻かれる。従来では、らせん状コンベヤで金属のコンベヤベルトが使用されている。しかしながら、金属ベルトが摩耗すると、金属の黒い屑又は摩耗片が輸送される物品の上に落下する。多くの食品での適用例では、黒い屑か受け入れられるものではない。黒い屑の問題及び他の食品汚染の問題に対して、モジュール式プラスチック製コンベヤベルトが食品の適用において金属製ベルトに取って代わり始めている。理想的な状態では、モジュール式プラスチック製ベルトは、巻き取り式の張っている他のスプロケットが交換される場合に、金属ベルトとの差し込み交換である。しかしながら、金属ベルトは固有のビーム剛性を有するため、多くの場合、側端部及び中央部といったように、幅にわたって単に断続的に下から支持される。また、このような最小源の支持構造により、良好な気流が可能となるが、端部から端部までの高いビーム剛性を要求する。しかしながら、気流のための多くの開口領域を有し、コーナーをうまく曲がるよう要求される折り畳み易さを有するプラスチック製ベルトは、通常高いビーム剛性を有しない。このようなビーム剛性の不足により、従来のプラスチック製コンベヤは間隔を空けた支持部間で弛んでしまう。ベルトの内側エッジにＶ形リンクを具えた従来のモジュール式プラスチック製らせん状ベルトに関する別の問題は、気流のための開口領域の量が、駆動タワーで潰れる際にベルトの内側エッジに向かって減る傾向にあるということである。モジュール式プラスチック製らせん状ベルトは、ベルトの外側エッジに大きなナックルリンクを有しており、全てのベルトを曲がり部に引き上げる。しかしながら、大きなリンクを通るプラスチック製ヒンジ棒は、２つの点−一方が大きなナックルリンクのそれぞれの側においてのみ高いせん断負荷を受ける。このような高いせん断負荷により、ヒンジロッドを壊してベルトがバラバラになる可能性がある。さらに、高温で適用すると、モジュール式プラスチック製コンベヤベルトは、いくつかのベルトが伸びてしまい、まれなケースでは、燃える可能性がある。

このため、幅広のベルト構成のビーム剛性を高め、その幅にわたって多くの開口領域を有し、ヒンジロッドにせん断が良好に分布し、さらには耐熱性を有するコンベヤベルトの必要性がある。

これらの必要性は、本発明の態様を実施するコンベヤベルトモジュールによって満足される。コンベヤベルトモジュールは、第１の側端及び第２の側端間でモジュールの幅を実質的に規定する距離だけモジュールの横方向に延びる対向する第１及び第２の面を有するスパインを具える。第１の面から外側に延びるヒンジリンクが、第２の面から外側に延びるヒンジリンクから横方向にオフセットする。ヒンジリンクは、複数のシングルリンク及び複数のデュアルリンクを有する。シングルリンクは、モジュールの第１側端から内側に配置されており、第１のピッチだけ各面に沿って横方向に間隔を空けている。デュアルリンクは、脚部の遠位端がヨークによって結合された１対の平行脚部を有する。デュアルリンクは、モジュールの第２の側端から複数のシングルリンクまで内側に配置されており、第２の横方向ピッチだけ各面に沿って横方向に間隔を空けている。第１の横方向ピッチは、第２の横方向ピッチよりも短い。

本発明の別の態様では、モジュール式コンベヤベルトが、複数の隣り合うベルトモジュール列を具える。各列は、第１の側端及び第２の側端間で列の幅を実質的に規定する距離だけベルト移動方向に直交する列の横方向に延びる対向する第１及び第２の面を有するスパインを有する。ヒンジリンクは、第１及び第２の面から外側に延びる。第１の面から外側に延びるヒンジリンクは、第２の面から外側に延びるヒンジリンクから横方向にオフセットしている。ヒンジリンクが、シングルリンク及びデュアルリンクを有する。シングルリンクは、列の第１の側端から内側に配置されており、第１の横方向ピッチだけ各面に沿って横方向に間隔を空けている。デュアルリンクは、脚部の遠位端がヨークによって結合された１対の平行脚部を有する。デュアルリンクは、列の第２の側端から複数のシングルリンクまで内側に配置されており、第２の横方向ピッチだけ各面に沿って横方向に間隔を空けており、第２の横方向ピッチは、第１の横方向ピッチよりも長い。列のスパインの第１の面から延びるヒンジリンクは、隣接する列のスパインの第２の面から延びるヒンジリンクとヒンジによって重なっており、第１の側端が曲線経路の外側にある状態で曲線経路を辿り得るエンドレスのモジュール式コンベヤベルトを形成する。

本発明のさらに別の態様では、コンベヤベルトモジュールを製造するための方法が、熱可塑性ポリマー樹脂及びナノクレイの混合物からコンベヤベルトモジュールを成型するステップを有する。

本発明のこれらの特徴且つ態様は、その利点とともに、以下の説明、添付の特許請求の範囲、及び添付図面を参照することによって、より良く理解される。

図１は、本発明の態様を実施するモジュール式コンベヤベルトの一部の斜視図である。 図２は、図１のコンベヤベルトの平面図である。 図３は、図１のコンベヤベルトの１つのモジュールの底面図である。 図４Ａは、図１のコンベヤベルトのれんが積みの一部の平面図であり、図４Ｂは、図４Ａのモジュールの一部の拡大図であり、隣接するモジュール間のシームを示す。 図５は、図１のコンベヤで使用し得るコンベヤベルトモジュールの代替的な外側エッジ部の平面図である。 図６は、図３のコンベヤベルトモジュールの型の絵で表した代表例である。

本発明の態様を実施するモジュール式コンベヤベルトの一部を図１及び２に示す。ベルト１０は、一連の列１２で構成されており、それぞれが図３のベルトモジュールといった１つのベルトモジュール１４を具える。各モジュールは、外側エッジ１８及び内側エッジ１９間のモジュール幅を実質的に延在する中央横スパイン１６を有する。モジュールビームの剛性を与えるスパインは、外側エッジから距離Ｄ_１だけ内側に延びる直線部２０と、内側エッジから距離Ｄ_２だけモジュールの内側に延びる波形部２１とを有する。波形の程度は、モジュールの内側エッジでより大きく、ターンの内側でのベルトの潰れに適合する。スパインが対向する第１及び第２の面２２，２３を有しており、そこからヒンジリンク２４，２５，２６，２７，２８が突出する。第１の面から外側に延びるヒンジリンクは、第２の面から外側に延びるヒンジリンクに対して横方向にオフセットしており、ベルトの中に入るヒンジロッド３０によって一体に結合される場合に、ヒンジリンクが隣接するモジュールのヒンジリンクを綴じ込む。このため、スパインがヒンジリンク間でモジュールの中間部を形成する。

ヒンジリンクは、ａ）シングルリンク２８；及びｂ）デュアルリンク２４−２７の２種類から成る。全てのデュアルリンクは、スパインの面の１つからヨーク３６によって結合された遠位端３４に外側に延びる１対の平行脚部３２によって特徴付けられる。このヨーク、２つの脚部、及びスパインが、モジュールの上面４０及び下面４１間でデュアルヒンジリンクの開口部３８の境界を付ける。開口部は、ベルトに気流用の多数の開口領域を与え、横方向のヨークがベルトのビーム剛性を増加させる。デュアルリンクは、大部分の距離が外側エッジ１８である内側エッジ１９から横方向に内側に向いたモジュールの横方向の幅に沿って配置されている。シングルヒンジリンク２８は、１つの脚部のみを有しており、外側エッジとデュアルリンクとの間に配置されている。本例では、デュアルリンクの数は、シングルリンクの５倍以上である。全てのシングルリンク及びいくつかのデュアルリンクがスパインの直線部から突出し、外側エッジから距離Ｄ_１だけ内側に延びる。デュアルリンクの残りはスパインの波形部から突出し、内側エッジから直線部に距離Ｄ_２だけ延びる。Ｄ_１は、好適には、距離Ｄ_２よりも大きい。本例におけるデュアルリンクの横方向ピッチＰ_Ｄは、より間隔の狭いシングルリンクのピッチＰ_Ｓの約４倍である。

コンベヤベルト１０は一連のモジュール１４から成り、ベルトの移動方向４４にらせんコンベヤ駆動キャプスタン４２を上下するらせん経路といった曲線状の搬送経路を中心として横方向に曲がる。図示するベルトは、らせん状キャプスタンを見下ろす場合、反時計方向にしたがって一方向にのみ曲がり得る。しかしながら、ベルトを上下反転したモジュールで作製して時計方向の経路に従うように、モジュールを反転させ得る。スパインの後面２２から突出するヒンジリンクを通してベルトの移動方向に延びる長穴４６が、後側モジュールの前面２３から突出するあまり長細くない長穴４７に揃い、ヒンジロッド３０のための横方向の通路を形成する。細長い長穴及びスパインの波形部により、モジュールの内側エッジ１９がらせん状キャプスタンの周縁近くでともに潰れる。キャプスタンの周囲で長い経路を辿るモジュールの外側エッジ１８は、潰れずにベルト張力の大部分を受ける。間隔の狭いシングルヒンジリンクは、特にベルト張力の一部を担持し、複数のせん断面で各ヒンジロッドに沿ってそれを分配してロッドの使用可能な期間を増やすよう構成されている。さらに、図２に良く示すように、開口部３８を具えたデュアルリンク構造が、ベルトの内側エッジ１９が潰れる際の開口領域の損失を最小限にする。

図１及び図２に示すらせん状ベルトはベルト列による１つの幅広モジュールから成る。しかしながら、図４Ａ及び４Ｂに示すように、２以上のモジュールの中から各ベルト列を構成するのが可能である。これは、幅広のベルト又は特注の幅のベルトのケースで特に有用である。このような例では、ベルトモジュールの２つの列１２Ａ及び１２Ｂが、それぞれ２つのモジュールから成る。列１２Ａは、２つのモジュール：外側モジュール４８及び内側モジュール４９を有する。列１２Ｂは、わずかに長い外側モジュール５０であり、それに応じて内側モジュール５１よりも短い。各列のモジュールは、隙間又はシーム５２，５３を介して分かれており、ヒンジロッド３０によって相互連結されている。好適には、シームは揃っておらず図示するように横方向にオフセットしている。さらに、シームによるビームの剛性の損失を最小限にするために、交互に並んだシームは、好適には、ベルト支持ウェアストリップの両側に配置されている。支持ウェアストリップは、れんが積みモジュールの重なり部分の中央に最適にセットされる。

図５は、図１のコンベヤで使用可能なモジュールの別のバージョンの外側エッジ部５４を示す。このバージョンでは、中央スパイン５６が、モジュールの外側エッジ６０から内側に延在する１対の平行棒５８，５９を具える。短いシングルリンク６２Ａ−６２Ｄが第１の棒５８に付いている。長いシングルリンク６３Ａ−６３Ｃが第１の棒及び第２の棒５９双方に付いており、棒及び長いリンクを境界とする開口部６４を規定する。短いリンクは、様々な幅のヘッド６６Ａ−６６Ｄを有する。横方向ピッチが内側のベルトの外側エッジから減少する。これにより、外側エッジに近接する棒５８により大きな柔軟性を与え、外側エッジから離れるにつれて棒に徐々に柔軟性がなくなる。ヘッドの幅が、内側の外側エッジから減少して、減少する横方向ピッチからの隙間を埋める。短いリンクが第１の棒５８の２つの長いヒンジリンクの結合点間の中ほどに付いているため、第１の棒が、高い張力状態下である程度外側に撓み得る。これにより、ベルトの外側エッジが曲線経路を移動する際により柔軟になる。第１の棒５８は厚さが先細になっており−ベルトの外側エッジで最も細い、張力がより大きい場合にさらなる柔軟性を与える。

ベルトモジュールは、好適には、射出成型プロセスによって、ポリプロピレン、ポリエチレン、アセタール、又はナイロンといった熱可塑性ポリマーで作製される。パンを焼く、液滴が溶着する、火花が出るといった直火に晒される場合には、点火に抗し且つゆっくりと燃焼し点火した場合に熱をあまり放出しない材質が好適である。また、食品が接触しても安全な材質が望ましい。ナイロンとナノクレイとの混合物で成型されるモジュールは、ナイロンの強さ及び耐久性を損なうことなく耐熱性を有する（ナノクレイは、有機改質して他の材料でその分散を助ける層状のケイ酸塩である。）。耐熱試験で、純ナイロンの試料が、その時間の約６０％で、約９５重量％のＢＡＳＦ Ａ３Ｋナイロン及び及びテキサス州ゴンザレス所在のＳｏｕｔｈｅｒｎ Ｃｌａｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，Ｉｎｃ．によって製造されたＣｌｏｉｓｉｔｅ １０Ａといった５重量％の改質ナノクレイ、第４級アルキルアンモニウムベントナイトの混合物でできた試料の約３倍熱を放出した。撓み試験で、その混合物で作製された１フィート長の３０インチ幅のベルトを、純ナイロンで作製された同じような１フィート長のベルトと比較した。各ベルトは、各側端の内側の３インチにおいて支持され、支持されていない２４インチの中間長さを有し、その中間長さの幅にわたって２．５ポンド／フィートの分散負荷で重量をかけた。２４時間後に、中央においてナイロンのみでできたベルトの下方向の撓みは、０．１９８インチであり、ナイロン−ナノクレイ混合物でできたベルトの撓みは、０．１７６インチであった。これにより、ナイロン−ナノクレイの混合物でできたベルトモジュールは、より高い耐熱性を有しており、ナイロンのみのモジュールよりもビーム剛性が高い。熱可塑性樹脂及び改質又は非改質ナノクレイの他の混合物を代替的に使用し得る。

モジュールを成型するためのプロセスを図６に示す。熱可塑性−ナノクレイ混合物が、ホッパ６８から供給され、加熱器７０で溶融され、１又はそれ以上の射出機７４によって割形７２に射出される。各モジュールは、高温において圧力下で型に形成される。

Claims (23)

1. コンベヤベルトモジュールであって、
   第１の側端及び第２の側端間で前記モジュールの幅を実質的に規定する距離だけ前記モジュールの横方向に延びる対向する第１及び第２の面を有するスパインと；
   前記第１及び第２の面から外側に延びる複数のヒンジリンクであって、前記第１の面から外側に延びるヒンジリンクが、前記第２の面から外側に延びるヒンジリンクから横方向にオフセットしているヒンジリンクと；
   を具えており、
   前記複数のヒンジリンクが、前記モジュールの前記第１の側端の内側に配置され第１の横方向ピッチだけ各面に沿って横方向に間隔を空けた複数のシングルリンクと；
   脚部の遠位端でヨークによって結合された１対の平行脚部を有する複数のデュアルリンクであって、前記モジュールの前記第２の側端から複数のシングルまで内方向に配置され第２の横方向ピッチだけ各面に沿って横方向に間隔を空けたデュアルリンクと；
   を具えており、
   前記第１の横方向ピッチが、前記第２の横方向ピッチよりも短いことを特徴とするコンベヤベルトモジュール。
2. 前記第２の横方向ピッチが、前記第１の横方向ピッチの約４倍であることを特徴とする請求項１に記載のコンベヤベルトモジュール。
3. 前記スパインが、全ての前記シングルリンク及び一部のデュアルリンクを含む第１の距離Ｄ_１だけ内側に前記第１の側端から直線状であり、
   前記スパインが、残りのデュアルリンクを含む第２の距離Ｄ_２だけ内側に前記第２の側端から波形になっていることを特徴とする請求項１に記載のコンベヤベルトモジュール。
4. Ｄ_１＞Ｄ_２であることを特徴とする請求項３に記載のコンベヤベルトモジュール。
5. 前記スパインが、全ての前記シングルリンクを含む距離だけ前記第１の側から内側に横方向に延びる１組の平行棒を具えることを特徴とする請求項１に記載のコンベヤベルトモジュール。
6. 前記デュアルリンクの数が、前記シングルリンクの数よりも多いことを特徴とする請求項１に記載のコンベヤベルトモジュール。
7. 前記デュアルリンクの数が、前記シングルリンクの数の５倍を超えることを特徴とする請求項６に記載のコンベヤベルトモジュール。
8. 前記モジュールが、高分子材料及びナノクレイ材料の混合物でできていることを特徴とする請求項１に記載のコンベヤベルトモジュール。
9. 前記ナノクレイ材料が、第４級アルキルアンモニウムベントナイトを含むことを特徴とする請求項８に記載のコンベヤベルトモジュール。
10. 前記ナノクレイ材料が、前記混合物の約５重量％を構成することを特徴とする請求項８に記載のコンベヤベルトモジュール。
11. モジュール式コンベヤベルトであって、
    複数の隣り合うベルトモジュール列を具えており、各列が：
    第１の側端及び第２の側端間で前記列の幅を実質的に規定する距離だけベルト移動方向に直交する前記列の横方向に延びる対向する第１及び第２の面を有するスパインと；
    前記第１及び第２の面から外側に延びる複数のヒンジリンクであって、前記第１の面から外側に延びるヒンジリンクが、前記第２の面から外側に延びるヒンジリンクから横方向にオフセットしているヒンジリンクと；を具えており、前記複数のヒンジリンクが：
    前記列の前記第１の側端から内側に配置され、第１の横方向ピッチだけ各面に沿って横方向に間隔を空けた複数のシングルリンクと、
    脚部の遠位端がヨークによって結合された１対の平行脚部を有する複数のデュアルリンクであって、前記列の前記第２の側端から前記複数のシングルリンクまで内側に配置され、前記第１の横方向ピッチよりも大きい第２の横方向ピッチだけ各面に沿って横方向に間隔を空けた複数のデュアルリンクと、を有しており、
    ある列の前記スパインの前記第１の面から延びる前記ヒンジリンクが、隣接する列の前記スパインの前記第２の面から延びる前記ヒンジリンクとヒンジ結合によって重なり合い、前記第１の側端が曲線経路の外側にある状態で曲線経路を辿り得るエンドレスなモジュール式コンベヤベルトを形成することを特徴とするコンベヤベルト。
12. 前記第２の横方向ピッチが、前記第１の横方向ピッチの約４倍であることを特徴とする請求項１１に記載のコンベヤベルト。
13. 前記スパインが、全ての前記シングルリンク及び一部のデュアルリンクを含む第１の距離Ｄ_１だけ内側に前記第１の側端から直線状であり、
    前記スパインが、残りのデュアルリンクを含む第２の距離Ｄ_２だけ内側に前記第２の側端から波形になっていることを特徴とする請求項１１に記載のコンベヤベルト。
14. Ｄ_１＞Ｄ_２であることを特徴とする請求項１３に記載のコンベヤベルト。
15. 前記スパインが、全ての前記シングルリンクを含む距離だけ前記第１の側から内側に横方向に延びる１対の平行棒を具えることを特徴とする請求項１１に記載のコンベヤベルト。
16. 前記デュアルリンクの数が、前記シングルリンクの数よりも多いことを特徴とする請求項１１に記載のコンベヤベルト。
17. 前記デュアルリンクの数が、前記シングルリンクの数の５倍を超えることを特徴とする請求項１６に記載のコンベヤベルト。
18. コンベヤベルトモジュールを製造するための方法であって、
    熱可塑性ポリマー樹脂及びナノクレイの混合物でコンベヤベルトモジュールを成型するステップを具えることを特徴とする方法。
19. 前記ナノクレイが、第４級アルキルアンモニウムベントナイトを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 前記ナノクレイが、前記混合物の約５重量％を構成することを特徴とする請求項１８に記載の方法。
21. 前記熱可塑性ポリマー樹脂が、ナイロンを含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
22. 前記成型するステップが、射出成型機で前記コンベヤベルトモジュールを成型するステップを具えることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
23. 中間部及び前記中間部の両側から外側に延びる複数のヒンジリンクを具え、請求項１８に記載の方法によって作製されることを特徴とするコンベヤベルトモジュール。
    

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